Этапы повышения надежности конструкции импульсных реле железнодорожной автоматики | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Ситникова Т. Г., Селиверов Д. И. Этапы повышения надежности конструкции импульсных реле железнодорожной автоматики [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2012 г.). — М.: Буки-Веди, 2012. — С. 59-61. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/55/2609/ (дата обращения: 22.10.2018).

В железнодорожной автоматике применяются реле, работающие в импульсном режиме и коммутирующие своими контактами цепи значительной мощности при различном характере нагрузок - емкостной, индуктивной, активной и в любом их сочетании. Обмотки реле могут непосредственно подключаться к кабельной или воздушной линии, рельсовой цепи, которые, как известно, обладают высоким уровнем различного рода помех и подвержены воздействию грозовых разрядов.

Наибольшее применение импульсные реле получили в системах железнодорожной автоматики в качестве путевого приёмника импульсных рельсовых цепей, контролирующих целостность рельсовых нитей на станциях и перегонах. Устанавливаются эти реле, как в специальных отапливаемых релейных помещениях, так и в неотапливаемых релейных шкафах. В этих сложных условиях реле должно работать четко, надежно и не создавать опасных отказов в работе железнодорожной автоматики и телемеханики угрожающих безопасности движения поездов.

В устройствах железнодорожной автоматики длительное время применялись импульсные реле типа ИМШ1 для работы в рельсовых цепях постоянного тока и ИМВШ-110 для работы в рельсовых цепях переменного тока, реле устанавливались в релейные шкафах и на стативах в релейных помещениях. [1]

Импульсное малогабаритное штепсельное реле ИМШ состоит из постоянного магнита, катушки, внутри которой размещается якорь с подвижными контактами, магнитопровода с четырьмя полюсными наконечниками, регулировочных винтов, якорь укреплён на металлическом основании.

Контактная система состоит из подвижных и неподвижных контактов и рассчитана на 20 миллионов переключений электрических цепей постоянного тока 0,5А при напряжении до 16 В. Детали реле закрыты прозрачным колпаком с ручкой.

Импульсное малогабаритное штепсельное реле ИМВШ-110 используется в качестве путевого реле в импульсных рельсовых цепях переменного тока. Внутри этого реле на корпусе укреплена панель с выпрямителем, состоящим из 4 кремниевых диодов. В остальном конструкция этого реле такая же, как и у реле ИМШ1. [2, с.67]

Основными недостатками этих реле являются: большие габариты, масса около 2 килограмм, наличие ненадёжной контактной системы, которая затрудняет эксплуатацию реле и ухудшает его действие.

С целью увеличения ресурса работы вместо реле типа ИМВШ-110 в 1983 году было разработано и внедрено на железных дорогах технологичное, более низкое по стоимости реле ИВГ, в качестве переключающего контакта в котором применён ртутный магнитоуправляемый герметизированный контакт (геркон). [1]

Геркон представляет собой контактные пружины, выполненные из магнитомягкого материала, помещённые в стеклянную ампулу. Ампулу заполняют инертным газом или создают в ней вакуум. В обоих случаях практически отсутствует искрообразование и коррозия контактов. Коммутационный ресурс геркона в 10 раз выше износостойкости обычных (негерметизированных) металлокерамических контактов на основе серебра. Реле на их основе имеют меньшие габариты, стабильное сопротивление контактов, большой ресурс, высокое быстродействие, не подлежат регулировке в процессе эксплуатации. Многолетний опыт эксплуатации реле типа ИВГ в качестве путевого импульсного приёмника числовой кодовой автоблокировки дал как положительные, так и отрицательные результаты. Реле ИВГ проработали без профилактического ремонта более 10 лет, притом, что реле типа ИМВШ-110 требует ежегодного профилактического ремонта, связанного с заменой и регулировкой контактов. [3, с.17]

Однако и реле ИВГ имеет существенные недостатки. Оно может применяться зимой только при наличии подогрева, так как ртуть замерзает при температуре минус 38 градусов. Второй недостаток этого реле – случаи перемыкания ртутью всех трех контактов (размыкающего, переключающего и замыкающего) одновременно, которое само не устраняется. Для восстановления работы ртутного геркона требуется внешнее вмешательство – геркон необходимо встряхнуть. Поэтому ИВГ не относится к реле 1 класса надёжности, работа контактов должна проверяться схемой работы дешифратора, но и перемыкание контактов приводит к остановке работы дешифратора и, как следствие, к остановке движения поездов на данном участке. Данные отказы особенно характерны для герконов первого поколения с натриевой амальгамой. В герконах с меднооловянной амальгамой количество подобных дефектов значительно меньше. Тем не менее, в общем числе неисправностей отказы такого вида преобладают. Поэтому со временем реле ИВГ начали модифицировать. [1] [3]

С 1993 года в связи с изменением величин напряжения срабатывания и отпускания реле ИВГ стали называться ИВГ-М. В результате модернизации ИВГ-М было создано реле ИВГ-В с внутренним расположением геркона. В модернизированном реле была изменена конструкция магнитной системы и введена светодиодная индикация работы геркона, усовершенствован искрогасительный контур. [5, с. 388, 392]

Однако, несмотря на модернизацию приборов серии ИВГ такие дефекты, как временное перемыкание контактов герконов амальгамой продолжали иметь место и составляли большую долю отказов всех приборов. Одним из эффективных путей устранения рассмотренного недостатка является автоматический контроль за состоянием реле и включение резервного реле в случае его отказа. С этой целью был разработан импульсный путевой приемник ИВГ-КР и ИВГ-КРМ. В этих конструкциях реле применено дублирование герконов. При выходе из строя одного геркона автоматически включается другой геркон. В ИВГ-КРМ применена схема автоматического включения подогрева в зависимости от температуры воздуха. Однако эти реле существенно сложнее и дороже первых типов реле ИВГ и не исключают отказы из-за перечисленных выше недостатков реле этой серии. Ещё одним недостатком реле с ртутным герконом являются трудности, связанные с его обслуживанием и утилизации. [3, с.17]

Качественным прорывом в модернизации реле серии ИВГ стало изобретение цифрового импульсного реле типа ИВГ-Ц. Современный электронный прибор обладает повышенной износостойкостью, которая обеспечивается использованием полупроводниковых коммутаторов вместо механических контактов. Повышенная надёжность и безопасность, обеспечивается наличием электронного контроля работы реле ИВГ-Ц и отсутствием изменения электрических параметров в процессе эксплуатации. В реле ИВГ-Ц устойчивость к импульсным помехам и перенапряжениям, обеспечивается использованием элементов защиты входных цепей, цепей питания и выходных коммутаторов. Работоспособность реле ИВГ-Ц контролируется по системе автоматизированного диспетчерского контроля, для передачи контрольной информации в реле существуют необходимые выводы диспетчерской сигнализации.

Реле ИВГ-Ц предусматривает возможность автоматического переключения на резервное путевое реле (ИВГ и ИМВШ) в случае возникновения защитного отказа. Температурный диапазон реле ИВГ-Ц до плюс 80 градусов, а наглядность его работы обеспечивается за счёт использования светодиодных индикаторов.

Реле импульсное путевое ИВГ-Ц предназначено для работы в кодовых рельсовых цепях переменного тока и устанавливается в сигнальных установках числовой кодовой автоблокировки с одним импульсным путевым реле.

Отличие ИВГ-Ц-В от ИВГ-Ц состоит в способе питания реле: ИВГ-Ц питается от источника постоянного пульсирующего тока, а ИВГ-Ц-В — от источника переменного тока. [4]

Следует отметить, что микропроцессорные устройства и приборы стоят значительно дороже контактных релейных систем и подвержены влиянию грозовых перенапряжений, то есть выходят из строя при ударах молнии вблизи расположения оборудования.

В настоящее время с целью устранения недостатков ртутных и цифровых реле, а именно исключения зависимости работы реле от минусовых температур, проблем, связанных с перекрытием контактов и утилизации реле, грозовых перенапряжений разработано импульсное реле ИВГ-С с применением сухого геркона МКС-27103. Реле ИВГ-С полностью заменяет реле типа ИВГ и его разновидности, а также электронное реле ИВГ-Ц. Так как по своим техническим характеристикам серийный геркон МКС-27103 по числу срабатываний на нагрузки, даже в 3-5 раз меньше требуемых, выдерживает на три порядка меньшее число срабатываний по сравнению с герконом МКСР-45181, то для равноценной замены указанных выше реле новое реле типа ИВГ-С выполнено гибридным. В нем с целью увеличения количества срабатываний геркона МКС-27103 нагрузка на его контакты уменьшена до 1-2 мА, а для коммутации больших нагрузок используются полевые транзисторы.

Реле выдержало стендовые испытания в составе аппаратуры рельсовой цепи и показало хорошие результаты. Оно отличается простотой и в 5 раз дешевле электронного аналога ИВГ-Ц. Сейчас планируется провести его дальнейшие испытания и возможно внедрение на железных дорогах России.

Применение сухих герконов совместно с мощными полевыми транзисторами позволяет создать простые, недорогие, быстродействующие и экологически чистые устройства для коммутации больших токовых нагрузок, которые могут устойчиво работать в широком диапазоне температур. [1]


Литература:

  1. Реле импульсные путевые типа ИВГ-С. ООО «НТЦ ИТ». www.rmcip.ru

  2. Основы железнодорожной автоматики и телемеханики. В.С.Дмитриев, И.Г.Серганов. Учебник 1988г.

  3. Импульсный путевой приёмник ИВГ-КРМ. Журнал «АСИ» №11 2008г.

  4. Реле импульсное путевое ИВГ-Ц, ИВГ-Ц-В. stalenergo.ru

  5. Аппаратура ж.д. автоматики и телемеханики. В.И.Сороко. том 1. 2000г.

Основные термины (генерируются автоматически): реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон, числовая кодовая автоблокировка, ртутный геркон, рельсовая цепь, импульсное малогабаритное штепсельное реле, процесс эксплуатации.

Похожие статьи

Современные приборы бесконтактного кодирования рельсовых...

реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон, числовая кодовая автоблокировка, ртутный геркон, рельсовая цепь, импульсное малогабаритное штепсельное реле, процесс эксплуатации.

Необслуживаемые аккумуляторы для железнодорожной...

реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон, числовая кодовая автоблокировка, ртутный геркон, рельсовая цепь, импульсное малогабаритное штепсельное реле, процесс эксплуатации.

Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения

Устройства защиты тиристорные типов УЗТ-1 и УЗТ-2 предназначены для защиты аппаратуры электрических цепей переменного тока с частотой до 75Гц и рабочим

Технические решения по включению числовой кодовой автоблокировки ЕИУС.646181.004 ТР12006.

Умные системы защиты устройств автоблокировки от грозовых...

Основные термины (генерируются автоматически): реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон...

Этапы повышения надежности конструкции импульсных реле... В реле ИВГ-Ц устойчивость к импульсным помехам и перенапряжениям...

Развитие релейной аппаратуры железнодорожной автоматики...

По роду управляющего тока штепсельные реле разделяются на реле постоянного, переменного и постоянного и переменного тока. Это реле имеет большие размеры и массу. Конструкция реле НШ не сильно отличается по конструкции от реле НР...

Микропроцессорные системы ЖАТ | Статья в журнале...

Ключевые слова: микропроцессорная система, СЖАТ, тональные рельсовые цепи, СИРДП, СЦБ, автоблокировка.

Современное состояние железнодорожной автоматики и телемеханики характеризуется процессом интенсивного создания и внедрения устройств...

Причины сбоев в работе автоматической локомотивной...

Рельсовая цепь представляет собой электрическую цепь, в которой имеется источник питания и нагрузка (путевое реле), а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного пути.

Особенности электромеханического реле или микропроцессорных...

релейная защита и автоматика, электромеханическое реле, микропроцессорные устройства, надежность.

Умные системы защиты устройств автоблокировки от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Рекомендации при выборе реле напряжения | Статья в журнале...

Реле напряжения реагирует на повышение напряжения в контролируемой цепи.

Она устанавливается на участках железнодорожных линий с любым видом тяги и релейными шкафами числовой кодовой автоблокировки.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Современные приборы бесконтактного кодирования рельсовых...

реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон, числовая кодовая автоблокировка, ртутный геркон, рельсовая цепь, импульсное малогабаритное штепсельное реле, процесс эксплуатации.

Необслуживаемые аккумуляторы для железнодорожной...

реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон, числовая кодовая автоблокировка, ртутный геркон, рельсовая цепь, импульсное малогабаритное штепсельное реле, процесс эксплуатации.

Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения

Устройства защиты тиристорные типов УЗТ-1 и УЗТ-2 предназначены для защиты аппаратуры электрических цепей переменного тока с частотой до 75Гц и рабочим

Технические решения по включению числовой кодовой автоблокировки ЕИУС.646181.004 ТР12006.

Умные системы защиты устройств автоблокировки от грозовых...

Основные термины (генерируются автоматически): реле, железнодорожная автоматика, переменный ток, реле типа, геркон...

Этапы повышения надежности конструкции импульсных реле... В реле ИВГ-Ц устойчивость к импульсным помехам и перенапряжениям...

Развитие релейной аппаратуры железнодорожной автоматики...

По роду управляющего тока штепсельные реле разделяются на реле постоянного, переменного и постоянного и переменного тока. Это реле имеет большие размеры и массу. Конструкция реле НШ не сильно отличается по конструкции от реле НР...

Микропроцессорные системы ЖАТ | Статья в журнале...

Ключевые слова: микропроцессорная система, СЖАТ, тональные рельсовые цепи, СИРДП, СЦБ, автоблокировка.

Современное состояние железнодорожной автоматики и телемеханики характеризуется процессом интенсивного создания и внедрения устройств...

Причины сбоев в работе автоматической локомотивной...

Рельсовая цепь представляет собой электрическую цепь, в которой имеется источник питания и нагрузка (путевое реле), а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного пути.

Особенности электромеханического реле или микропроцессорных...

релейная защита и автоматика, электромеханическое реле, микропроцессорные устройства, надежность.

Умные системы защиты устройств автоблокировки от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Рекомендации при выборе реле напряжения | Статья в журнале...

Реле напряжения реагирует на повышение напряжения в контролируемой цепи.

Она устанавливается на участках железнодорожных линий с любым видом тяги и релейными шкафами числовой кодовой автоблокировки.

Задать вопрос